Они обнаружили молекулярные механизмы, позволяющие дереву гинкго — и, возможно, другим деревьям — жить на протяжении многих тысяч лет.
Исследователи начали с изучения ядровой древесины 34 здоровых деревьев гинкго из Китая. Изучая годичные кольца, они обнаружили, что рост гинкго не замедляется даже через сотни лет. Более того, размер листьев, фотосинтетическая способность, качество семян деревьев-все показатели здоровья —с возрастом не меняются.
Ученые сравнили экспрессию генов в листьях и камбии(тонком слое стволовых клеток между внутренней древесиной и внешней корой, превращающихся в другие ткани на протяжении всей жизни дерева). Они секвенировали РНК деревьев, исследовали выработку гормонов и отобрали миРНК — молекулы, способные включать и выключать определенные гены в деревьях в возрасте от 3 до 667 лет.
Как и ожидалось, экспрессия генов, связанных со старением, предсказуемо повышалась в отмирающих листьях. Но разницы в экспрессии тех же самых генов в камбии у молодых и старых деревьев не было. Это говорит о том, что деревья вряд ли погибнут от старости.
Однако, с течением времени деревья всё-таки испытывают некоторые изменения. У старых деревьев наблюдаются более низкие уровни увеличивающего рост гормона, называемого индол-3-уксусной кислотой, и более высокие уровни замедляющего рост гормона, называемого абсцизовой кислотой. У деревьев возрастом от 200 лет и старше также наблюдалось снижение экспрессии генов, связанных с делением, дифференцировкой и экспансией клеток. Это означает, что стволовым клеткам старых деревьев делиться на новую древесину и кору труднее, чем клеткам молодых деревьев.
В теории, если скорость деления стволовых клеток продолжает снижаться после тысяч лет, рост деревьев может замедляться, и деревья гинкго в конечном итоге могут умирать от старости. Однако, на практике большинство деревьев погибают из-за воздействия внешней среды, например от вредителей или засухи.
Чтобы узнать, становятся ли деревья более уязвимыми к подобным стрессорам с возрастом, ученые изучили гены, связанные с устойчивостью к патогенам и производством защитных антимикробных соединений, называемых флавоноидами. Они не обнаружили различий в экспрессии генов между деревьями разного возраста. Это говорит о том, что деревья не теряют своей способности защищаться от внешних факторов. Эта способность помогает гинкго расти здоровыми в течение тысяч лет.
Другие материалы:
Климатические изменения вряд ли переселят сахарные клены на север
Рентгеновские снимки показали физиологическую реакцию насекомых на гравитацию